Relation entre la segmentation de la croûte terrestre, la nature, la thermicité et la tectonique du sel dans la mer Méditerranée occidentale

Relationship between crustal segmentation, nature, thermicity and salt tectonics in the Western Mediterranean Sea

• Auteur / Autrice : Massimo Stefano Bellucci
• Direction : Marina Rabineau, Maryline Moulin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences marines
• Date : Soutenance le 08/06/2021
• Etablissement(s) : Brest en cotutelle avec Università degli studi (Trieste, Italie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Géo-Océan (Plouzané, Finistère) - Laboratoire Géodynamique et enregistrement Sédimentaire (Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Paul Callot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marina Rabineau, Maryline Moulin, Jean-Paul Callot, David Iacopini, Bruno Vendeville, Andrea Moscariello, Daniel Aslanian, Anna Del Ben
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Paul Callot, David Iacopini

Mots clés

Mots clés contrôlés

Méditerranée (mer ; ouest)

Tectonique du sel

Mots clés libres

Méditerranée Occidentale

Tectonique salifère

Segmentation crustale

Marge passive

Flux de chaleur

Western Mediterranean Sea

Salt tectonics

Crustal segmentation

Passive margin

Heat flow

Résumé

Certains des systèmes pétroliers les plus prolifiques du monde sont situés dans des marges passives salifères. En raison de ses caractéristiques rhéologiques, le sel affecte largement les bassins sédimentaires. En mer Méditerranée occidentale, le sel s’est déposé pendant la Crise de Salinité Messinienne (CSM, 5,96-5.32 Ma), principalement dans les sous-bassins profonds et la pente inférieure. A l’aide d’un vaste ensemble de données sismiques, une description régionale et une catégorisation des structures salifères sont présentées. Les structures changent de morphologie en fonction des différentes natures crustales. La compilation de la segmentation crustale et des morphologies du sel dans différentes marges salifères telles que les marges de Santos (Brésil), d’Angola, du Golfe du Mexique, du Maroc et de Nouvelle-Ecosse, semble confirmer cette correspondance. En Méditerranée occidentale, l’épaisseur initiale constante du sel, la base du sel horizontale dans le bassin profond, l’épaisseur pré-Messinienne homogène de plusieurs kilomètres, la déformation précoce au-dessus de la croûte transitionnelle et océanique et une faible couverture sédimentaire sur la pente (sauf pour le Golfe duLion) semblent remettre en question les mécanismes classiques de la tectonique salifère, qui expliquent difficilement la correspondancesegmentation crustale – morphologies salifères.L’hypothèse d’une influence thermique sur la déformation est donc prise en considération. Le régime thermique a été étudié en analysant et interprétant les données de flux de chaleur (HF) de surface récemment acquises lors des campagnes WestMedFlux1-2 (2016-2018) avec pour complément un modèle thermo-cinématique. Parmi les HF de petite longueur d’onde influencées par des phénomènes locaux, une segmentation thermique régionale est observée. Le rôle de la température sur la déformation du sel reste la seule hypothèse plausible pour expliquer la correspondance observée et mérite d’être approfondie.

Some of the world’s most prolific petroleum systems are located in salt-bearing passive margins. Due to its rheological characteristics, salt largely affects the sedimentary basins. In the Western Mediterranean Sea, salt was deposited during the Messinian Salinity Crisis (MSC, 5.96-5.32 Ma), mainly in the deep sub-basins and lower slope.Using an extensive seismic dataset, a regional description and categorization of salt structures is presented. The salt structures change morphology at the boundary between different crustal natures. The compilation of crustal segmentation and salt morphologies in different salt-bearing margins, such as the Santos (Brazil), Angolan, Gulf of Mexico, Morocco and Nova Scotia margins, seems to confirm this correspondence. In the Western Mediterranean, the constant initial salt thickness, the horizontal salt base in the deep basin, the homogenous multikilometer pre-Messinian sequence, the early deformation above transitional and oceanic crust and a weak sedimentary cover in the slope (except for the Gulf of Lion) seem to call into question the classical mechanisms of salt tectonics, which hardly explain the crustal segmentation – salt morphologies coincidence. The hypothesis of a thermal influence on deformation is therefore evaluated. The thermal regime was investigated by analysing and interpreting surface heat flow (HF) data recently acquired during the WestMedFlux1-2 surveys (2016-2018) with the complement of a thermo-kinematic model. Among the small-wavelength HF influenced by local phenomena, a regional thermal segmentation is observed. The role of temperature on salt deformation remains the only plausible hypothesis for the explanation of the observed correspondence and deserves further investigation.